Суперкомпьютер Frontier создал самую детальную симуляцию ранней Вселенной Lumina
iXBT.com ·
Исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики представили Lumina — одну из крупнейших и детальнейших симуляций ранней Вселенной. Расчёт выполнен на 15 000 графических процессорах суперкомпьютера Frontier в Ок-Риджской национальной лаборатории и охватывает объём пространства со стороной примерно 1,5 миллиарда световых лет. Это более чем в 100 раз превышает масштаб сопоставимых симуляций, сохраняя при этом разрешение, необходимое для изучения рождения галактик, звёзд и чёрных дыр.
Lumina воспроизводит взаимодействие обычного вещества, тёмной материи и космического излучения в первые два миллиарда лет существования Вселенной. Она прослеживает появление первых галактик и то, как они трансформировали колоссальные регионы межгалактического газа. Главное новшество — впервые в симуляции такого масштаба удалось захватить процесс гелиевой реионизации с учётом его обратного влияния на эволюцию моделируемой среды.
«Теперь мы можем следить, как водород и гелий преобразовывались в современную форму в столь огромном объёме, одновременно разрешая галактики и другие светящиеся объекты, которые этим процессом управляют», — отметил соавтор работы Аарон Смит, профессор физики Техасского университета в Далласе.
Инструмент создавался для сопоставления с данными, поступающими от космических телескопов «Джеймс Уэбб» (JWST) и «Нэнси Грейс Роман» (Roman). С появлением этих обсерваторий астрономы начали упираться в пределы существующих моделей, и Lumina призвана стать предсказательной опорой для проверки теорий. Как пояснил ведущий автор Оливер Зир, «чтобы понять, что мы видим в эти телескопы, нужно перевести наши теории в детальные предсказания».
В дальнейшем платформа позволит изучать движение газов между галактиками, влияние реликтового излучения на космическую эволюцию и формирование областей интенсивного звёздообразования.